中心高200mm的专用车床主轴箱部件设计【3kw 1500转 150 250 350 450】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851课程设计实验报告课程名称中心高为200MM的专用车床的主轴箱部件设计实验（实践）编号实验（实践）名称实验（实践）学时实验（实践）时间买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852设计任务书机械制造装备课程设计任务书姓名班级学号一、设计题目中心高为200MM的专用车床的主轴箱部件设计七原始数据主要技术参数题目主电动机功率P/KW3主电动机N电/R/MIN1500N1150N2250N3350N4450二、工艺要求加工工件材料为棒料钢材，要求正反转。加工工件表面为外圆柱表面，加工直径为100（加工零件图略）。刀具采用硬质合金刀。工件装夹采用专用卡盘（不作设计内容）。机床精度等级为普通级。三、设计内容1）运动设计根据给定的转速确定主传动的结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数。2）动力计算选择电动机型号，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。3）绘制下列图纸机床主传动系统图（画在说明书上）。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853主轴箱部件展开图及主要剖面图。主轴零件图。4）编写设计说明书1份四、设计要求1）设计图样必须用计算机绘制，图样正确清晰，结构完整合理，尺寸标注、技术要求规范且符合生产实际。2）说明书条理清楚，内容充实，分析透彻，计算准确。3）说明书中引用的内容、公式、数据必须注明出处。五、设计期限六、答辩日期指导教师2014年7月8日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856目录设计任务书2机械制造装备课程设计任务书2目录4第1章机床用途、性能及结构简单说明6第2章设计部分的基本技术特性和结构分析721车床主参数和基本参数722确定传动公比723结构分析式7第3章设计部分的运动设计932确定结构式933确定结构网934绘制转速图和传动系统图1035确定各变速组此论传动副齿数1136核算主轴转速误差13第4章设计部分的动力计算1341带传动设计1342选择带型1443确定带轮的基准直径并验证带速1444确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角1545确定带的根数Z1646确定带轮的结构和尺寸1647确定带的张紧装置1648计算转速的计算1849齿轮模数计算及验算19410传动轴最小轴径的初定24411主轴合理跨距的计算24412轴承的选择25买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857413键的规格26414变速操纵机构的选择26415主轴合理跨距的计算26416轴承寿命校核27第5章设计部分的调节、润滑、维护保养、技术要求及其它29第6章设计中的优缺点，存在的问题及改进意见32参考文献33买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098512第1章机床用途、性能及结构简单说明机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513第2章设计部分的基本技术特性和结构分析21车床主参数和基本参数主要技术参数题目主电动机功率P/KW3主电动机N电/R/MIN1500N1150N2250N3350N445022确定传动公比主电动机功率P/KW3KW，主电动机N电/R/MIN1500R/MIN，N1150R/MIN，N2250R/MIN，N3350R/MIN，N4450R/MIN234123505050167,1,287参考金属切削机床设计指导书确定根据【1】表35标准公比。这里我们取7P标准公比系列126,转速级数Z4，23结构分析式买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514图21结构网图因为1261064，根据【1】表36标准数列。首先找到最大极限转速7P450，从后往前推算的方法），再每跳过3个数取一个转速，即可得到公比为126的数列140,180,224，280，355，450买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515第3章设计部分的运动设计合理的确定电机功率，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。已知电动机的功率是3KW，根据机械设计手册第3版，选Y100L24，额定功率3KW，满载转速1420R/MIN，同步转速为1500R/MIN堵转转矩/额定转矩22最大转矩/额定转矩2332确定结构式A，B为正整数，即Z应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最小变速比；为避免扩大传动误差，减少41MINU震动噪声，在升速时一般限制最大转速比。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可2AX取。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围52MAXU。在设计时必须保证中间变速轴的变速10825INR范围最小。33确定结构网买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516图结构网图因为1261064，根据【1】表36标准数列。首先找到最大极限转速7P450，从后往前推算的方法），再每跳过3个数取一个转速，即可得到公比为126的数列140,180,224，280，355，45034绘制转速图和传动系统图（1）选择电动机采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。（2）绘制转速图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517（3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2312轴最小中心距A1_2MIN1/2ZMAXM2MD轴最小齿数和SZMINZMAX2D/M35确定各变速组此论传动副齿数1SZ100124,中型机床SZ701002直齿圆柱齿轮ZMIN1824,M40轴之间为带传动，传动比为，其目的是为了防止中间变速组降速过快，120缩小齿轮径向尺寸。A变速组为轴之间传动；31U21A3AU买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985182321AAUB变速组为轴之间传动；4121B2BU图23主传动系统图（7）齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等，据设计要求ZMIN1824,齿数和SZ100124，由表41，根据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表22。表22齿轮齿数基本组第一扩大组传动比112611581211411253代号Z1ZZ2ZZ3ZZ4ZZ5Z5齿数40503555306035552664买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851936核算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过101,即10126N标准转速标准转速实际转速第4章设计部分的动力计算41带传动设计输出功率P3KW,转速N11420R/MIN,N2710R/MINEDADPK表4工作情况系数AK原动机类类一天工作时间/H工作机101016160101616载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；离心式压缩机；75KW轻型运输机101112111213载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发电机；旋75K转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛111213121314载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和121314141516买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520木工机械；纺织机械载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机131415151618根据V带的载荷平稳，两班工作制（16小时），查机械设计P296表4，取KA11。即13KWDAEDPK42选择带型普通V带的带型根据传动的设计功率PD和小带轮的转速N1按机械设计P297图1311选取。根据算出的PD33KW及小带轮转速N11420R/MIN，查图得DD80100可知应选取A型V带。43确定带轮的基准直径并验证带速由机械设计P298表137查得，小带轮基准直径为80100MM则取DD1100MMDDMIN75MM（DD1根据P295表134查得）表3V带带轮最小基准直径MIND买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521槽型YZABCDEMIND20507512520035550021240,10M7DD所以由机械设计P295表134查“V带轮的基准直径”，得200MM2D误差验算传动比（为弹性滑动率）210412DI误误差符合要求1045I误带速112V679/606DNMS满足5M/S300MM，所以宜选用E型轮辐式带轮。总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。带轮的材料选用灰铸铁，HT200。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852347确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。38计算压轴力由机械设计P303表1312查得，A型带的初拉力F012535N，上面已得到16213，Z3，则1A1A16232SIN35SINN7498OOFZ对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小,带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角为32、34、36、38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表73。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。表普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575192）槽型项目符号YZABCDE基准宽度BP5385110140190270320基准线上槽深HAMIN162027535488196基准线下槽深HFMIN477087108143199234槽间距E80312031503190425505370644507买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098524第一槽对称面至端面的距离FMIN679115162328最小轮缘厚555675101215带轮宽BBZ1E2FZ轮槽数外径DA32603480118190315366047560038对应的基准直径DD80118190315475600轮槽角极限偏差105V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式（1）实心带轮用于尺寸较小的带轮DD253D时，如图76A。（2）腹板带轮用于中小尺寸的带轮DD300MM时，如图76B。（3）孔板带轮用于尺寸较大的带轮DDD100MM时，如图76C。（4）椭圆轮辐带轮用于尺寸大的带轮DD500MM时，如图76D。（A）（B）（C）（D）图76带轮结构类型根据设计结果，可以得出结论小带轮选择实心带轮，如图（A）,大带轮选择腹板带轮如图（B）48计算转速的计算（1）主轴的计算转速NJ，由公式NN得，主轴的计算转速NJ180R/MIN，JMI13/Z取180R/MIN。2传动轴的计算转速买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098525轴2450R/MIN，轴1710R/MIN。（2）确定各传动轴的计算转速。各计算转速入表31。表31各轴计算转速（3）确定齿轮副的计算转速。齿轮装在主轴上其中只有180R/MIN传递全功率，故Z5J180R/MIN。依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表32。表32齿轮副计算转速序号Z1Z2Z3Z4Z5NJ71045045018018049齿轮模数计算及验算（1）模数计算。一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即MJ16338可得各组的模数，如321JJMNUZP表33所示。根据和计算齿轮模数，根据其中较大值取相近的标准模数JMW1633816338MMJ321JJNUZP3213JMSNIZKU齿轮的最低转速R/MIN；N顶定的齿轮工作期限，中型机床推存1524TT转速变化系数；NK功率利用系数；N材料强化系数。Q轴号轴轴轴计算转速R/MIN710450180买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098526（寿命系数）的极值SKMAXINSSK，齿轮等转动件在接取和弯曲交边载荷下的疲劳曲线指数M和基准顺环次数C0工作情况系数。中等中级的主运动1动载荷系数；2K齿向载荷分布系数；3齿形系数；Y根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为式中N计算齿轮转动递的额定功率NDWNK计算齿轮（小齿轮）的计算转速R/MINJN齿宽系数,MMB/8Z1计算齿轮的齿数，一般取转动中最小齿轮的齿数大齿轮与小齿轮的齿数比，；（）用于外啮合，（）号用II12Z于内啮合命系数；STNNQKK工作期限，；TTMCN06349TK接31025618T弯96084058NKNK接090055072弯Q接QK弯349084058055094SK接18084090072099时，取，当时，取；SMINSKMAXSKMINSKMIN08515；KAX1121037823Y买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098527许用弯曲应力，接触应力，PAM3541750WPAJ6级材料的直齿轮材料选；24热处理HRC59IRTC312轴由公式MJ16338可得MJ328MM，取M35MM321JJMNUZP23轴由公式MJ16338可得MJ285MM，取M35MM321JJ由于一般同一变速组内的齿轮尽量取同一模数，所以为了统一和方便如下取根据有关文献，也为了便于统一，在这里传动齿轮统一取M35表33模数（2）基本组齿轮计算。基本组齿轮几何尺寸见下表齿轮Z1Z1Z2Z2Z3Z3齿数405035553060分度圆直径14017512251925105210齿顶圆直径14718212951995112217齿根圆直径13175166251132518375962520125齿宽242424242424按基本组最小齿轮计算。小齿轮用40CR，调质处理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齿轮用45钢，调质处理，硬度229HB246HB，平均取240HB。计算如下齿面接触疲劳强度计算组号基本组第一扩大组模数MM3535买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098528接触应力验算公式为JFSJMPAUBNNKZM102832弯曲应力验算公式为WSWPABYNZ109235式中N传递的额定功率（KW），这里取N为电动机功率，N5KW计算转速（R/MIN）710（R/MIN）JNJM初算的齿轮模数（MM）,M35（MM）B齿宽（MM）B24（MM）Z小齿轮齿数；Z30U小齿轮齿数与大齿轮齿数之比,U2寿命系数；SKSTNNKQ工作期限系数；TMTC016T齿轮工作期限，这里取T15000H齿轮的最低转速（R/MIN）,500（R/MIN）1N1N基准循环次数，接触载荷取，弯曲载荷取0C0C70C612M疲劳曲线指数，接触载荷取M3；弯曲载荷取M6转速变化系数，查【5】2上，取060NKNK功率利用系数，查【5】2上，取078NN买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098529材料强化系数，查【5】2上，060QKQK工作状况系数，取1133动载荷系数，查【5】2上，取12齿向载荷分布系数，查【5】2上，11K1KY齿形系数，查【5】2上，Y0386；许用接触应力（MPA）,查【4】，表47，取650MPA；JJ许用弯曲应力（MPA），查【4】，表47，取275MPA；WW根据上述公式，可求得及查取值可求得635MPAJJ78MPAWW（3）第一扩大组齿轮计算。扩大组齿轮几何尺寸见下表齿轮Z4Z4Z5Z5齿数35552664分度圆直径1225192591224齿顶圆直径1295199598231齿根圆直径1132518375822521525齿宽24242424按扩大组最小齿轮计算。小齿轮用40CR，调质处理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齿轮用45钢，调质处理，硬度229HB246HB，平均取240HB。同理根据基本组的计算，查文献【6】，可得062，077，060，11，NKNQK3买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985301，1，M35，355；2K1JN可求得619MPAJJ135MPAWW410传动轴最小轴径的初定由【5】式6，传动轴直径按扭转刚度用下式计算D164（MM）4TN或D91（MM）4NJN式中D传动轴直径（MM）TN该轴传递的额定扭矩（NMM）T9550000；JNNN该轴传递的功率（KW）该轴的计算转速JN该轴每米长度的允许扭转角，。01各轴最小轴径如表33。表33最小轴径411主轴合理跨距的计算由于电动机功率P3KW，根据【1】表324，前轴径应为6090MM。初步选取D180MM。后轴径的D2（0709）D1，取D260MM。根据设计方案，前轴承为NN3016K型，后轴承为圆锥滚子轴承。定悬伸量A124MM，主轴孔径为30MM。轴号轴轴最小轴径MM3540买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098531轴承刚度，主轴最大输出转矩T9550955042444NMNP904设该机床为车床的最大加工直径为400MM。床身上最常用的最大加工直径200，即经济加工直径约为最大回转直径的50，这里取45，即180MM，故半径为009M；切削力（沿Y轴）FC4716N0942背向力（沿X轴）FP05FC2358N总作用力F527265N2PC此力作用于工件上，主轴端受力为F527265N。先假设L/A2，L3A240MM。前后支承反力RA和RB分别为RAF527265790897NLA2401RBF5272652636325NL根据文献【1】式37得KR339得前支承的刚度KA10FR8LA90IZA1COS168969N/；KB78557N/；215MMBAK576主轴的当量外径DE8060/270MM，故惯性矩为I1138108M4640370143AKEA63819802查【1】图338得20，与原假设接近，所以最佳跨距12420240MML00L合理跨距为（07515），取合理跨距L360MM。0L根据结构的需要，主轴的实际跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主轴的刚度，增大轴径前轴径D100MM，后轴径D80MM。前轴承采用双列圆柱滚子轴承，后支承采用背对背安装的角接触球轴承。412轴承的选择I轴与带轮靠近段安装双列角接触球轴承代号7007C另一安装深沟球轴承6012买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098532II轴对称布置深沟球轴承6009III轴后端安装双列角接触球轴承代号7015C另一安装端角接触球轴承代号7010C中间布置角接触球轴承代号7012C413键的规格I轴安装带轮处选择普通平键规格BXL10X56II轴选择花键规格ND8X36X40X7III轴选择键规格BXL14X90414变速操纵机构的选择选用左右摆动的操纵杆使其通过杆的推力来控制II轴上的三联滑移齿轮和二联滑移齿轮。415主轴合理跨距的计算设机床最大加工回转直径为400MM,电动机功率P3KW，,主轴计算转速为180R/MIN。已选定的前后轴径为定悬伸量A85MM。162DM10785DM轴承刚度，主轴最大输出转矩63795054N设该车床的最大加工直径250MM。床身上最常用的最大加工直径，即经济加工直径约为最大回转直径的50，这里取45，即125MM切削力（沿Y轴）FC250346/01252781N买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098533背向力（沿X轴）FP05FC1390N总作用力F3109N2PC此力作用于工件上，主轴端受力为F3109N。先假设L/A2，L3A255MM。前后支承反力RA和RB分别为RAF3109NLA852415RBF3109NL036根据主轴箱设计得339得前支承的刚度KARK10F8LA091COSIZ137669N/；KB71373N/；193MMBA376主轴的当量外径DE8565/275MM，故惯性矩为I155106M4407560383AKEA16325098查主轴箱设计图得25，与原假设接近，所以最佳跨距85252125MML00L合理跨距为（07515），取合理跨距L250MM。0L根据结构的需要，主轴的实际跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主轴的刚度，增大轴径前轴径D85MM，后轴径D55MM。后支承采用背对背安装的角接触球轴承。416轴承寿命校核由轴最小轴径可取轴承为7008C角接触球轴承,3；PXFRYFAX1，Y0。对轴受力分析买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098534得前支承的径向力FR264232N。由轴承寿命的计算公式预期的使用寿命L10H15000HL10HHL10HN1670PC180673281036710284952415000H轴承寿命满足要求。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098535第5章设计部分的调节、润滑、维护保养、技术要求及其它1、为了减少车床磨损，延长使用寿命，保证工件加工精度，应对车床的所有摩擦部位进行润滑，并注意日常的维护保养。2、车床的润滑形式常用以下几种，（1）浇油润滑常用于外露的滑动表面，如导轨面和滑板导轨面等。（2）溅油润滑常用于密闭的箱体中。如车床的主轴箱中的传动齿轮将箱底的润滑油溅射到箱体上部的油槽中，然后经槽内油孔流到各润滑点进行润滑。（3）油绳导油润滑常用于进给箱和溜板箱的油池中。利用毛线即吸油又渗油的特性，通过毛线把油引入润滑点，间断地滴油润滑。（4）弹子油杯注油润滑常用于尾座、中滑板摇手柄及三杠（丝杠、光杠、开关杠）支架的轴承处。定期的用油枪端头油嘴压下油杯上的弹子，将油注入。油嘴撤去，弹子又回复原位，封住注油口，以防尘屑入内。（5）黄油杯润滑常用于交换齿轮箱挂轮架的中间轴或不经常润滑处。事先在黄油杯中加满钙基润滑脂，需要润滑时，拧进油杯盖，则杯中的油脂就被挤压到润滑点中去。（6）油泵输油润滑常用于转速高、需要大量润滑油连续强制润滑的场合。如主轴箱内许多润滑点就是采用这种方式。3、车床的润滑要求（1）车床上一般都有润滑系统图，应严格按照润滑系统图进行润滑。（2）换油时，应先将废油放尽，然后用煤油把箱体内冲洗干净后，在注入新机油，注油时应用网过滤，且油面不得低于油标中心线。主轴箱内零件用油泵润滑或飞溅润滑。箱内润滑油一般三个月更换一次。主轴箱体上有一个油标，若发现油标内无油输出，说明油泵输油系统有故障，应立即停车检查断油的原因，并修复。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098536（3）进给箱上部油绳导油润滑的储油槽，每班应给该储油槽加一次油。（4）交换齿轮箱中间齿轮轴轴承是黄油杯润滑，每班一次，7天加一次钙基脂。（5）